Page 174 - 《精细化工》2021年第5期

·1028· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

信号峰，表明催化剂 Oxa-Fe/ACFs-3 通过活化 H 2 O 2
–
产生了大量•OH 和•O 2 ，从而实现对染料废水中有机
污染物的高效降解。
2.7 不同还原性有机酸络合铁负载 ACFs 活化
H 2 O 2 降解染料废水的性能
按照 1.3 节实验条件，考察了不同还原性有机
酸络合铁负载 ACFs 活化 H 2 O 2 降解染料废水的性
能，见图 13。由图 13 可知，Oxa-Fe/ACFs-3、
Tar-Fe/ACFs-3 、 Cit-Fe/ACFs-3 、 Lac-Fe/ACFs-3 和

Suc-Fe/ACFs-3 活化 H 2 O 2 降解染料废水的 COD 去除
图 11 Oxa-Fe/ACFs-3 循环使用性能
Fig. 11 Recycling performance of Oxa-Fe/ACFs-3 率分别为 62.2%、56.8%、42.9%、39.9%和 38.5%。
根据有机酸还原性的强弱顺序（草酸>酒石酸>柠檬
2.6 Oxa-Fe/ACFs-3/H 2 O 2 体系中活性自由基种类 酸>乳酸>琥珀酸）可知，有机酸还原性越强，体系
3+
2+
为了确定催化体系中的活性自由基种类，采用 中 Fe 还原为 Fe 的速率越大，铁离子的循环越快，
DMPO 作为捕获剂进行电子顺磁共振实验，见图 12。 因而染料废水的降解效果越好。这一结果也证实了
由图 12a 可知，在 Oxa-Fe/ACFs-3/H 2 O 2 体系中加入 采用强还原性有机酸络合铁负载 ACFs 可以提高降
DMPO 捕获剂后，EPR 谱图中出现强度比为 1∶2∶ 解染料废水的性能。
2∶1 的特征峰，对应为典型的 DMPO-•OH 加合物
信号 [17-18] ，表明该催化体系产生了•OH。由图 12b 可
–
知，EPR 谱图中出现了典型 DMPO-•O 2 加合物的六
–
重信号峰 [19] ，表明该催化体系中存在•O 2 。

图 13 不同还原性有机酸络合铁负载 ACFs 对染料废水
的降解性能
Fig. 13 Degradation of dye wastewater by different reductive
organic acids coupled with ferric supported ACFs

3 结论

（1）利用 SEM、FTIR、ICP-AES 对 Oxa-Fe/ACFs-3
进行了表征，结果表明，草酸铁络合物均匀负载到
ACFs 表面上，其中 Fe 的质量分数为 0.96%。
（2）在 Oxa-Fe/ACFs-3 添加量为 10 g/L，H 2 O 2 添
加量为 100 mmol/L，50 ℃条件下对 20 mL 染料废水
进行降解，100 min 内 COD 去除率可达 62.2%，且
无铁淤泥产生。该催化剂表现出宽的 pH 适应性，

在废水处理中无需调节 pH，且使用 6 次仍可实现
–
图 12 Oxa-Fe/ACFs-3 活化 H 2 O 2 产生•OH（a）和•O 2 （b） 56.1%的 COD 去除率。
的 DMPO 自旋捕获 EPR 谱图 （3）EPR 实验结果表明，Oxa-Fe/ACFs-3 可活
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Fig. 12 DMPO trapped EPR spectra of •OH (a) and •O 2 (b) –
through H 2 O 2 activation by Oxa-Fe/ACFs-3 化 H 2 O 2 产生•OH 和•O 2 ，实现对有机污染物的氧化
降解。
此外，Oxa-Fe/ACFs-3/H 2O 2 体系中的 DMPO-•OH （4）Oxa-Fe/ACFs-3、Tar-Fe/ACFs-3、Cit-Fe/
–
信号峰以及 DMPO-•O 2 信号峰均远强于 H 2 O 2 中对应 ACFs-3、Lac-Fe/ACFs-3 和 Suc-Fe/ACFs-3 活化 H 2 O 2